Нитрат кальция применение в строительстве

Селитра кальциевая (нитрат кальция, кальций азотнокислый) обладает свойствами, которые позволяют использовать продукт в создании бетонной смеси со следующими свойствами:

— Ускоренным набором прочности;
— Устойчивостью к трещинообразованию;
— Пролонгированным во времени набором прочности.

Растущий интерес к коррозии арматурных стержней, внедренных в бетон из портландцемента, которая вызвана хлоридами, привел к появлению добавок, не содержащих хлориды. Особое внимание было уделено составам ускоряющих добавок, не содержащих хлориды, которые пришли на смену широко используемому ускорителю – хлориду кальция.

Соль, которая удовлетворяла этим требованиям, был нитрат кальция. После пяти лет непрерывных исследований, было обнаружено, что нитрат кальция является также очень эффективным замедлителем коррозийных процессов в металлах, помещенных в бетон.

Нитрат кальция в дозировке 0, 2 -1, 2% от массы цемента действует как ускоритель сроков схватывания при 20ºС и, таким образом, повышает прочность на ранней стадии (например, через 6-8 часов). Вследствие превращения небольшого количества аммония в Нитрате Кальция технического качества в амин в процессе реакции с эпоксидом, происходит превращение Нитрата Кальция из чистого ускорителя сроков схватывания еще и в ускоритель твердения. При небольших дозах (1- 2 %) вводится для долгосрочного повышения прочностных характеристик бетона.

В дозировке 0,5 — 1 % от массы цемента обеспечивает наилучшую водонепроницаемость бетона, интенсифицирует набор прочности и повышает конечную прочность на 20 — 30 %.

Нитрат кальция уплотняет бетон. Это способствует его ускоренной самокальматации (самозакупоривании порового пространства карбонизирующейся на воздухе гидроокисью кальция) и предотвращает высолообразование на стадии эксплуатации.

Использование нитрата кальция как ускорителя для бетона:

— Сокращение сроков схватывания при завершении работ, выравнивании плит для пола или при работе с готовыми элементами (заводского изготовления)
— Повышенная скорость твердения для бетонов с низким показателем вода/цемент, с замедленными сроками схватывания при добавлении большого количества пластификаторов/ суперпластификаторов.
— При транспортировке на большие расстояния или в условиях жаркого климата бетон с добавлением лигносульфоната можно привести в рабочее состояние на месте путем добавления нитрата кальция в барабанбетономешалки.
— При зимнем бетонировании, ускоренное возрастание прочности предотвратит слишком быстрое затвердевание после выделения тепла вследствие гидратации.
— Получение бетонов с высокой прочностью.

Экспертиза эффективности нитрата кальция с 10 различными марками Портландцемента показала, что не было никакой корреляции между ускоренным набором прочности и содержанием С3А (трех кальциевый алюминат-целит). Однако, корреляция была найдена с С2S (двух кальциевый силикат-белит) содержанием. Эффективность нитрата кальция как ускорителя набора прочности уменьшается с увеличивающимся содержанием щелочи Na2O в бетонной смеси, тогда как гидроксиды и сульфаты ускорят активность кальция.

Нитрат кальция используется для цементов с низким содержанием щелочи, используется для цементов как с низким, так и с высоким содержанием белита (C2S).

Нитрат кальция – наиболее эффективен, как ускоритель набора прочности для Портландцемента с высоким содержанием белита и низким содержанием щелочи.

Уменьшенный период индукции и время набора прочности могут использоваться несколькими способами:
— В зимний период для избегания переохлаждения свежего бетона до начала твердения.
— Производство готовых элементов (более быстрое повторное использование форм).
— Уменьшенный риск трещин из-за усадки бетонной смеси.
— Уменьшенное время до финишной обработки (заглаживание) бетонных полов.
— Увеличенная ранняя прочность бетона.
— Для активации бетонной смеси после долгой транспортировки или транспортировки в жарком климате.

Нитрат кальция может использоваться как добавка, снижающая риск трещинообразования из-за быстрой потери влаги в свежем бетоне. Наиболее вероятен эффект ускоренного набор прочности. При проведенныхиспытаниях бетонных смесей с w/c=0.45, с 2% нитрата кальция от массы цемента и без добавки. Бетонные кольца были подвергнуты высыханию в установке, со скорость ветра 4,5 м/с, при температуре 20ºС, относительной влажностью 43%. Бетон без добавки имел усадочные трещины, в то время как не наблюдалось ни одной трещины в бетоне с 2% нитрата кальция.

Нитрат кальция препятствует коррозии арматуры, вызванной повышеннымсодержанием хлоридов. Дозировка 2 — 4 %.
В ходе проведения длительных испытаний было доказано, что нитрат кальция замедляет процесс коррозии арматурной стали, вызванный хлоридами как добавленными непосредственно в воду для затворения, так и добавленными позднее, а также превосходит нитрит кальция в испытаниях по коррозии.

Механизм действия нитрата и нитрита как ингибиторов коррозии схожи в щелочных средах, таких как бетон. Кинетика действия нитрата медленнее, чем нитрита, но это важно только в краткосрочных испытаниях, поскольку на практике процесс коррозии – это довольно длительный процесс. Как следует из теории, нитрат кальция обеспечивает больший резервный запас, чем нитрит кальция.

Добавка нитрат кальция в качестве ускорителя сроков схватывания цемента предназначена для производства бетонных смесей, в частности, рекомендована при низких температурах воздуха.

Введение добавки нитрат кальцияв бетонную смесь при низкой температуре окружающей среды вызывает понижение температуры замерзания воды, что позволяет замешивать бетон при температуре воздуха- 10ºC без замедления процесса гидратации цемента.
При расходе нитрата кальция до 5% от массы цемента высолообразования не происходит.

Рекомендуемые дозировки для достижения противоморозного эффекта:
При температуре от 0ºСдо – 15ºС- 1 — 2% от массы цемента
При температуре от – 15ºС до – 25ºС — 4 — 5% от массы цемента

Применение нитрата кальция имеет устойчивый рост в мировом масштабе, находит применение во многих серьезных строительных проектах.
Бетонная смесь с нитратом кальцияиспользовалась на строительстве шахт в Северном море (высота 369 м), под нефтегазодобывающие платформы. Целесообразность использования нитрата кальциязаключалась в том, что он противодействовал эффекту замедления твердения смеси при заливке высоких и массивных конструкций. Объем продаж по миру составляет более 1 млн. тонн в год.

Источник

Nitcal противоморозная добавка в бетон

Nitcal/K- десятиводный калийный нитрат кальция, противоморозная добавка в бетон. Нитрат кальция одна из немногих добавок прошедших проверку машиной стройиндустрии и научно-исследовательских институтов бывшего СССР, тысячи испытаний на различных цементах, инертных, в разных условиях и комплексах, десятилетия наблюдений за свойствами бетонов модифицированных Нитратом Кальция, а также комплексом Нитрат Кальция + Нитрит Кальция, практически не оставили белых пятен в понимании свойств бетонов с введенным Нитратом Кальция. Благодаря тотальной проверке, показывающей превосходные результаты, Нитрат Кальция присутствует в большинстве тематических ГОСТов и рекомендаций. Немногие вещества вводимые в бетонные и растворные системы с целью улучшения их свойств могут похвастать такой детальностью изучения, как Нитрат Кальция.

Уникальность Нитрата Кальция Nitcal и Nitcal/K заключается в том, что он в своей структуре имеет активный ион Кальция (Ca), а Кальций (Ca), Кремний (Si) и вода, как известно, являются основными материалами формирующими структуру цементного камня. Уникальный симбиоз одних и тех же ионов добавки Nitcal и продуктов гидратации цемента позволяет получить равномерную, полноценно сформированную (здоровую) структуру цементного камня, а благодаря редкой особенности воздействия на гидратацию двукальцивого силиката и реакции превращения эпоксида с аммонием в амин позволяет значительно увеличивать динамику набора прочности бетонов в течение долгих лет.

Добавки Nitcal и Nitcal/K рационально применять в товарных бетонах и изделиях ЖБИ с целью:

• Повышения класса водонепроницаемости бетона на 2-4 пункта
• Увеличения ударной вязкости бетона и прочности бетона на излом
• В качестве анодного ингибитора коррозии арматуры. Использование без ограничений со всеми видами ненапряженной арматуры, за исключением оцинкованных изделий.
• Значительного увеличения морозостойкости и соле -морозостойкости бетонов
• Получения бетонов с прочностью более 70% от марочной в первых сутках твердения
• Ведения бетонных работ в холодное время года в качестве противоморозной добавки в бетон до минус 25°С
• Значительного уменьшения себестоимости холодных бетонов, за счет эффективности добавки (уменьшение затрат на подогреве инертных т.к. достаточна температурой выхода бетона из смесителя — 10-15°С. Уменьшение затратной части на стоимости самой добавки Nitcal, по сравнению с аналогами)
• Снижения трещинообразования, усадочных деформаций бетона, заливки массивных бетонных конструкций
• Снижения высолообразования и получения бетонов с ровной лицевой поверхностью
• Получения бетонов с низкой истираемостью (дорожные бетоны, брусчатка)
• Получения бетонов с пролонгированным увеличенным набором прочности в течение последующих лет

Влияние добавки в бетон Nitcal на арматуру:

Нитрат Кальция Nitcal и Nitcal/K не коррозирует арматуру, так как безхлориден и не является электролитом, в связи с чем в бетоне не появляются электродвижущие силы (ЭДС)- основная причина коррозии арматуры, а так же эта особенность позволяет бетоны с использованием добавки Nitcal эксплуатировать в поле действия блуждающих токов и вблизи линий электропередач, что выгодно отличает Нитрат Кальция (Нитриты, Нитраты) от добавок содержащих ионы Хлора (Cl) и Натрия (Na). Нитрат Кальция Nitcal как анодный ингибитор коррозии металлов крайне устойчив и долговечен в среде бетонного камня и сохраняет свои защитные свойства не хуже, а иногда и лучше таких эффективных ингибиторов коррозии металла как Нитрит Натрия (NaNO2) и Нитрит Кальция (Ca(NO2)2), что подтверждают исследования Доктора Гарольда Джастнеса. (Перейти на страницу исследований ингибиторов коррозии металла NaNO2, Ca(NO2)2 и Ca(NO3)3)

Нитрат Кальция Nitcal уплотняет структуру бетона, инициализирует самокальмотацию порового пространства формирующегося бетона, вследствие чего уменьшается водонепроницаемость и предотвращается высолообразование на поверхности бетона.

Вышеизложенные особенности помимо уже приведенных положительных качеств позволяют Нитрату Кальция Nitcal полностью вступать в реакцию с продуктами цемента, исключить опасность образования трещин, высолов, усадок, получать бетоны с высочайшей морозостойкостью и соле- морозостойкостью (актуально в дорожном строительстве в бетонах вступающих в контакт с противогололедными реагентами). Выбор дозировки Нитрата Кальция Nitcal назначается исходя из поставленной задачи модифицирования бетонной смеси, ориентировочные дозировки приведены в Табл.1

Nitcal один из эффективнейших антифризов, эвтектическая точка водного 42% раствора Нитрата Кальция Nitcal- минус 28,2°С, это свойство позволяет вести бетонные работы при опускании температуры бетона вплоть до -25°С, без каких либо отрицательных свойств на структуру и свойства бетона.

Nitcal- это многопрофильная добавка, в зависимости от количества ввода в цементные системы она работает как: противоморозная добавка для бетонов и растворов строительных, ускоритель набора прочности бетонов, пескобетонов, пенобетонов, газобетонов, газосиликат бетонов, ингибитор коррозии металлических изделий, добавка увеличивающая стойкость истираемости бетонов, добавка увеличивающая ударную вязкость и прочность бетонных изделий на излом, а так же как добавка уплотняющая бетонные смеси.

Большое внимание Нитрату Кальция уделили Норвежские ученые, многолетние систематизированные исследования позволили совместно с концерном YARA NORGE создать специализированный для строительной отрасли Калийный Десятиводный Нитрат Кальция под торговой маркой Nitcal и Nitcal/K, представляющие собой комплексные добавки на базе Нитрата Кальция. (Справочно: более 75% выпускаемого в Норвегии бетона имеет марку М 1000 и выше. По действующим стандартам минимальный срок службы возводимого здания — 126 лет).
Аммонийный и Калийный десятиводные Нитраты Кальция Nitcal и Nitcal/K производства YARA NORGE вследствие специальной технологии производства не являются отходами производств, а являются продуктами целенаправленно синтезированными специально для строительной промышленности, в качестве добавки в бетоны и растворы строительные.

Таблица 2 Рекомендуемое количество добавки Nitcal в % от массы цемента в зависимости от температуры твердения бетона: